电路与电子技术基础第7章习题参考答案

Ic<βIb
βIb，而在转折区以下部分 Ic<βIb，此段为饱和区。 1
0
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图(e)的静态工作点
UB
=
(30
+
24 60) ×103
× 3 ×103
= 8(V)
Ie
=
8 − 0.7 2 ×103
=
3.85(mA)
Ic ≈ Ie
Ib
=
Ie β +1
=
3.85 80 + 1
0 2 4 6 8 10 12
(a) 电路图
(b) 输出特性曲线
题图 7-5 习题 7-9 电路与特性曲线
uCE(V)
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解：(1)直流负载线方程为：U ce = 12 − 5I c ，直流负载线见图。
(2)由图(b)可知，Ib=40μA
IC=2mA。所以 β
+10V
390kΩ
Uo I 2.2kΩ
对于图(b)，
Ib
=
10 − 0.7 390 ×103
= 23.8 ×10−6
(A)
所以：
(a)
(b)
题图 7-4 习题 7-6 电路
I = I c = βI b = 100 × 23.8 ×10−6 = 2.38 ×10−3 (A)
U o = 2.2 ×103 × 2.38 ×10−3 = 5.24 (V)
Ib
= 24 − 0.7 120 ×103
≈ 0.194mA = 194μA
I c = βI b = 50 × 0.194 = 9.7(mA)
U ce = U cc − I c Rc = 24 − 9.7 ×10 −3 ×1×103 = 14.3(V)
图(b)和图(c)的发射结反向偏置，三极管截止，所以 Ib=0，Ic=βIb≈0，三极管工作
7-7 在放大电路中为什么经常用电容隔离信号源和负载？对于直流信号进行放大时这 两个电容还需要吗？请予以说明。
答：因为电容对于直流信号而言相当于开路，对于频率较高的交流信号，由于阻抗较 小，相当于短路。在设计晶体管放大电路时，为了使晶体管工作在放大区，必须设置合适的 静态工作点，利用电容对直流信号开路特性可以保证静态工作点不受信号源和负载的影响， 同时由因为电容对于频率较高的电流信号近似短路，所以对交流信号的衰减很小。对于直流 信号进行放大时就不能使用电容隔离，如果加入隔离电容就无法将直流信号加到放大电路 上，起不到放大作用。运算放大器采用的是直接耦合方式，所以运算放大器既可以对直流信 号进行放大，也可以对交流信号进行放大。
7-8 简单地描述求放大电路输出电阻分析过程。 答：在对放大电路进行分析时，放大电路的输出电阻是放大电路的一个重要的性能指 标。在分析放大电路输出电阻时，可利用戴维难南等效电路，把放大电路看作一个电压源串 电阻的形式，其中的电阻就是放大电路的输出电阻，因此求放大电路的输出电阻就是求戴维 南等效电路内阻的方法，由于晶体管的交流分析是采用微变等效电路，晶体管可以等效为一 个受控源，因此求等效电阻的方法为： (1)求出开路电压 Uoc 和短路电流 Isc。然后计算等效电阻 ro=Uoc/Isc； (2)将信号源短路，外加电源 U，则输出电阻为 ro=U/I。 7-9 电路如题图 7-3(a)所示，三极管的输出特性曲线如题图 7-3(b)所示：
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习题七
7-1 什么是静态工作点？如何设置静态工作点？若静态工作点设置不当会出现什么问 题？估算静态工作点时，应根据放大电路的直流通路还是交流通路？
答：所谓静态工作点就是无输入信号时，电路所处的工作状态。这些直流电流、电压 的数值在三极管特性曲线上表示为一个确定的点，设置静态工作点的目的就是要保证在被放 大的交流信号加入电路时，不论是正半周还是负半周都能满足发射结正向偏置，集电结反向 偏置的三极管放大状态。
放大电路我们可以根据戴维南等效电路将其化简为一个电压源与电阻的串联形式，输 出电阻可以看作一个电源的内阻，因此，输出电阻越小，放大电路的带负载能力越强。
请参看下图，可以增强对上面文字描述的理解。
+ Rs
+
Ui ri
Us
-
-
+ Ii +
Us
Rs Ui ri
-
-
+ ro
+
Uo RL
Us
-
-
7-4 放大电路组成的原则有哪些？利用这些原则分析题图 7-2 各电路能否正常放大， 并说明理由。
=
Ic Ib
=
2000 = 50 40
当 Rb=10MΩ
Ib
=
12 − 0.7 10 ×106
= 1.13μA
ICQ = βIb = 50 ×1.13μA = 56.5μA
U CEQ = 12 − I CQ Rc = 12 − 56.5 ×10−6 × 5 ×103 = 11.7(V)
此时直流工作点位于截止区（参见图）。 当 Rb=560kΩ
U CEQ = 12 − I CQ Rc = 12 − 1×10−3 × 20 ×103 = 12 − 20
由此可知，静态工作点移到饱和区。直流负载线如图（粗线）所示。
7-10 电路如题图 7-4 所示，设耦合电容的容量均足够大，对交流信号可视为短路，
Rb=300kΩ，Rc=2.5kΩ，UBE=0.7V，β=100，r’bb=300Ω。 （1）试计算该电路的放大倍数 Au，ri，ro （2）若将输入信号的幅值逐渐增大，在示波器上观察输出波形时，将首先出现哪一种
Rc C1
Rb UBB
+UCC C2
Rc
C2
C1
Rb
UEE
Rb
Rc
C1
+UCC Cc
C2
(a)
(b)
(c)
+UCC
+UCC
+UCC
Rc
Rb
Rc
Rb Rc
C2
C1
Cb
Re
Ce
(d)
(e)
(f)
题图 7-2 习题 7-4 电路图
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解：组成放大电路的原则是： （1） 发射结正向偏置，集电结反向偏置。 （2） 能将被放大的交流信号加在发射结，且能正常将交流放大信号输出。 (a)满足集电结反向偏置，但是不满足发射结正向偏置，所以该电路无放大作用。 (b)该电路可以正常对信号放大。因为电路满足发射结正向偏置，集电结反向偏置（注 意：基极电位为 UEE-UBE，因为三极管是 PNP，所以集电极电位为 0，小于基极电位，故保 证了集电极反向偏置）。 (c)该电路静态满足发射结正向偏置、集电结反向偏置，静态工作点设置正确，但是由 于电容 Cc 在动态情况下将 Rc 短路，因此，动态放大信号无法从集电极取出，故也无放大作 用（因为 Rc 与负载并联，若 Rc 短路，则负载电阻 R’L 也为 0）。 (d)尽管该电路具备了发射结正向偏置，集电结反向偏置，但由于基极没有限流电阻， 所以基极电流很大，导致放大电路工作在饱和区，所以也不能正常放大信号（导致饱和失真）。 (e)耦合电容具有隔直作用，所以 C1 将加在发射结的正向偏置隔离，即 IB=0，静态工作 点在截止区，不能对信号进行正常放大（导致截止失真）。 (f)该电路的静态工作点设置既满足了发射结正向偏置，集电结反向偏置，但是由于 Cb 对于交流信号可以看作短路，所以该电路尽管静态工作点具备了放大功能，但是，交流输入 信号无法加入放大电路，所以该电路也没有放大功能。 7-5 求题图 7-3 所示电路中晶体管的β值。晶体管的结电压为 0.7V。
Rb
3V
+24V +6V
-6V
Rc 2kΩ
β=100
6V
Re
2kΩ
R2ke Ω
12RkΩc β=100
60RkΩb2 Rb1
30kΩ
+24V
β=80 Re 2kΩ
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
题图 7-1 习题 7-2 电路图
7-2 试求题图 7-1 各电路的静态工作点。设图中的所有三极管都是硅管。 解：图(a)静态工作点
依此 Ic 电流，在电阻上的压降高于电源电压，这是不可 iC(mA) 能的，由此可知电流 Ic 一定要小于此值，而根据三极管 5
工作放大区有 Ic=βIb，现在 Ic<βIb，所以三极管工作在 4
Ic=βIb
饱和状态。请参考右图，该图是同一 Ib 时，由于 Uce 不 3 同的 Ic 的变化规律曲线，在水平段是放大区，满足 Ic= 2
=
0.0475(mA)
U ce = U cc − I e Re = 24 − 3.85 ×103 × 2 ×10−3 = 16.3(V)
7-3 放大电路的输入电阻与输出电阻的含义是什么？为什么说放大电路的输入电阻可 以用来表示放大电路对信号源电压的衰减程度？放大电路的输出电阻可以用来表示放大电 路带负载的能力？
+15V
+15V
680kΩ 10kΩ Uo=7V
Uo=7V
680kΩ 10kΩ
(a)
(b)
题图 7-3 习题 7-5 电路
解：对于图(a)。因为U o = U cc − I c Rc
Ib
=
U cc − 0.7 Rb
所以： I b
=
15 − 0.7 680 ×103
= 21×10−6
(A) = 21 (μA)
（1）作出直流负载线； （2）确定 Rb 分别为 10MΩ、560kΩ和 150kΩ时的 ICQ、UCEQ； （3）当 Rb=560kΩ,Rc 改为 20kΩ，Q 点将发生什么样的变化？三极管工作状态有 无变化？